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基于杯式燃烧器测试系统的灭火性能评价研究进展

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安全与环境学报 2024年第2期24卷 560-569页

作者：韩志跃杨军杜志明李昊阳王珊珊北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学分析测试中心北京100081

杯式燃烧器试验是消防领域用于测定气体灭火剂最小灭火浓度的经典方法。自哈龙灭火剂被淘汰以来,哈龙替代物经历了不同相态的发展,促使杯式燃烧器测试系统进行相应的改进,同时基于杯式燃烧器测试系统的灭火性能评价研究也在不断拓展。... 详细信息

杯式燃烧器试验是消防领域用于测定气体灭火剂最小灭火浓度的经典方法。自哈龙灭火剂被淘汰以来,哈龙替代物经历了不同相态的发展,促使杯式燃烧器测试系统进行相应的改进,同时基于杯式燃烧器测试系统的灭火性能评价研究也在不断拓展。综述了国内外杯式燃烧器测试系统的使用和改进研究,重点介绍了适用于气相、液相、固相和复合相灭火剂的杯式燃烧器测试系统和测试方法,分别对气相、液相、含添加剂细水雾、干粉、复合灭火剂的灭火效率进行了总结和分析,综述了各相态灭火剂灭火性能评价研究。未来,杯式燃烧器测试系统仍将不断被改善,在灭火剂筛选和灭火性能评价等方面将发挥更重要的作用。

关键词：安全工程杯式燃烧器测试系统灭火剂最小灭火浓度(MEC) 灭火性能

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融入激光诊断的杯式燃烧器灭火实验教学设计

实验室研究与探索 2024年第7期43卷 120-124页

作者：倪小敏郑重刘洋鹏中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230027 中国科学技术大学微电子学院合肥230027

设计了融入先进激光诊断系统的杯式燃烧器灭火实验装置,创设了包含基础性和探究性的层次化实验教学内容,构建了分组协作和课堂研讨相结合的实验教学模式,让学生了解杯式燃烧器的结构特点,掌握利用杯式燃烧器测量气体灭火浓度值的原理和... 详细信息

设计了融入先进激光诊断系统的杯式燃烧器灭火实验装置,创设了包含基础性和探究性的层次化实验教学内容,构建了分组协作和课堂研讨相结合的实验教学模式,让学生了解杯式燃烧器的结构特点,掌握利用杯式燃烧器测量气体灭火浓度值的原理和方法,并引导他们通过激光诊断技术进一步探究灭火机理。通过实验教学,加深学生对灭火基本理论的理解,激发他们的创新思维和团队精神,为其后续的科研工作打下基础。

关键词：杯式燃烧器灭火性能火灾安全实验教学

基于杯式燃烧器的超细干粉灭火剂灭火性能研究

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基于杯式燃烧器的超细干粉灭火剂灭火性能研究

作者：付海雁南京理工大学

学位级别：硕士

超细干粉是新一代哈龙替代灭火剂。为了研究超细干粉灭火剂的灭火性能及其影响因素,首先基于干粉灭火剂的配料比,通过超细化方法和表面改性工艺,制备出超细干粉灭火剂并对灭火剂的综合性能进行了表征。其次基于杯式燃烧器,设计并搭建了... 详细信息

超细干粉是新一代哈龙替代灭火剂。为了研究超细干粉灭火剂的灭火性能及其影响因素,首先基于干粉灭火剂的配料比,通过超细化方法和表面改性工艺,制备出超细干粉灭火剂并对灭火剂的综合性能进行了表征。其次基于杯式燃烧器,设计并搭建了一套完整的灭火实验平台,对该实验平台定量输送灭火剂的性能进行了实验测试,结果表面其能较好地解决灭火剂定量给料的问题。基于该平台,开展了不同灭火剂输送流量条件下,超细碳酸氢钠灭火剂抑制酒精和正庚烷火焰的实验研究。结果表明：随着灭火剂输送流量的增加,灭火时间呈先减小后增加的规律,且火焰熄灭时灭火剂的浓度存在一个范围,约为90.5-154.8g/m3;此外,与熄灭正庚烷火相比,相同条件下的酒精火更容易熄灭。为了研究灭火剂的性质对其灭火性能的影响,利用扫描电镜和热重分析的方法,对超细干粉灭火剂的表面结构和热分解性质进行研究,并利用Fluent软件对超细干粉灭火剂的流动扩散性能进行了数值模拟。结果表明,实验制备的灭火剂,粒径小,灭火剂颗粒的分散性能好,颗粒表面粗糙,增大了超细干粉灭火剂的比表面积;热分解时,当温度达到800℃时,灭火剂的失重率达到50%以上;固相体积分数一定时,随着载气流速的增加,燃烧杯上方两相流的速度增大且最大流速出现在杯式燃烧器中轴线方向,在中轴线方向上,燃烧杯两侧的灭火剂浓度较大且浓度分布较为均一。随着流量的增加两相流的速度分布和灭火剂的浓度分布都增大,且杯式燃烧器内的回流现象较明显,这有助于增强灭火剂与火焰的接触,进而提高灭火效能。

关键词：超细干粉灭火剂杯式燃烧器流化床灭火性能灭火机理

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杯式燃烧器法灭火浓度测试技术研究进展

杯式燃烧器法灭火浓度测试技术研究进展

2013中国消防协会科学技术年会

作者：杜建科中国人民武装警察部队学院消防工程系

杯式燃烧器用于测定气体灭火剂的最低灭火浓度（MEC）已有30多年的历史,但在应用中仍存在一定问题。本文介绍了杯式燃烧器的测试原理及主要影响因素,探讨了影响气体灭火剂MEC测量结果重复性和再现性的根源,分析了杯式燃烧器在液体和固... 详细信息

杯式燃烧器用于测定气体灭火剂的最低灭火浓度（MEC）已有30多年的历史,但在应用中仍存在一定问题。本文介绍了杯式燃烧器的测试原理及主要影响因素,探讨了影响气体灭火剂MEC测量结果重复性和再现性的根源,分析了杯式燃烧器在液体和固体灭火剂灭火性能评价中的应用现状和发展方向。指出只要选择气体灭火剂浓度的精确测量方法,严格操作规程,利用标准杯式燃烧器完全可以获得气体灭火剂MEC的准确测量结果。不过,用于液体和固体灭火剂灭火效率评价时,仍需解决可控粒径液滴的获取、液体或固体灭火剂的定量输送、最低灭火浓度的准确测量等问题。

关键词：消防灭火浓度杯式燃烧器测试技术

来源： cnki会议评论

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三氟甲烷灭火过程中HF生成量的研究

高等学校化学学报 2011年第5期32卷 1163-1168页

作者：周彪周晓猛陈涛周军学胡利明南开大学环境科学与工程学院天津300071 公安部天津消防研究所天津300381

应用量子化学从头算方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,对CF3H与火焰相互作用的动力学过程进行了研究,建立了CF3H灭火过程中HF生成量的定量预测模型;采用原位光谱诊断方法对CF3H熄灭乙醇火焰过程中HF的浓度变化进行了研究;并通过HF生成... 详细信息

应用量子化学从头算方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,对CF3H与火焰相互作用的动力学过程进行了研究,建立了CF3H灭火过程中HF生成量的定量预测模型;采用原位光谱诊断方法对CF3H熄灭乙醇火焰过程中HF的浓度变化进行了研究;并通过HF生成量理论预测值与实验值的对比分析验证了预测模型的可靠性.理论分析和实验测量结果表明,CF3H灭火过程中产生HF的主要路径为CF3H+.H反应;且在100～400℃之间,HF的生成速率随着温度的提高而迅速增加;超过400℃时,HF生成速率和温度的相关性减弱.

关键词：哈龙替代三氟甲烷 HF生成量预测模型杯式燃烧器

全氟己酮抑制航空煤油燃烧实验及化学动力学研究

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化工学报 2022年第4期73卷 1834-1844页

作者：余彬彬蒋新生禹进蔡运雄李玉玺何东海于佳佳中国人民解放军陆军勤务学院油料系重庆401331 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

为了研究全氟己酮对航空煤油燃烧的抑制作用,将杯式燃烧器的燃烧方式由液面燃烧改为灯芯燃烧,解决了气体灭火剂灭火性能测试中较高闪点燃料难以点燃的问题。通过实验可知,随着空气中全氟己酮浓度的增加,航空煤油的燃烧经历了火焰先缓慢... 详细信息

为了研究全氟己酮对航空煤油燃烧的抑制作用,将杯式燃烧器的燃烧方式由液面燃烧改为灯芯燃烧,解决了气体灭火剂灭火性能测试中较高闪点燃料难以点燃的问题。通过实验可知,随着空气中全氟己酮浓度的增加,航空煤油的燃烧经历了火焰先缓慢增高再迅速降低的过程,可见全氟己酮在不同浓度下对燃烧的作用存在由促进到抑制的转变。为深入探索这一转变的原因,基于化学动力学构建了1403个组分、7496个反应组成的全氟己酮抑制RP-3航空煤油燃烧机理并进行了验证。通过化学动力学分析可知全氟己酮在低温下对燃烧的抑制比在高温下的效果更好,全氟己酮在低浓度时温度升高导致抑制作用减弱主要是源于温度升高后,促进燃烧的反应提速幅度远大于其他反应;全氟己酮降低RP-3航煤燃烧温度的途径之一是通过热分解等吸热反应来实现的;随着全氟己酮浓度的增大,反应路径发生变化,使得H、O和OH自由基的生成量减少、消耗量大量增多,宏观上体现出全氟己酮作为燃料的促进燃烧的作用减弱、作为灭火剂抑制燃烧的作用增强。研究结果可为利用全氟己酮防控航空煤油火灾提供理论指导,为研制新型灭火剂提供参考。

关键词：全氟己酮航空煤油杯式燃烧器化学反应动力学自由基

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七氟丙烷与火焰作用过程中产生的氟化氢研究

燃烧科学与技术 2011年第4期17卷 363-367页

作者：傅学成陈涛周彪薛岗牛坤王容基周晓猛公安部天津消防研究所天津300381 南开大学环境科学与工程学院天津300071

采用激光吸收光谱分析法,测试了不同体积分数七氟丙烷与杯式燃烧器火焰作用过程中氟化氢产生量,研究了七氟丙烷体积分数对氟化氢产生量的影响规律.测试了七氟丙烷在不同灭火速度下熄灭杯式燃烧器火焰时的氟化氢产生量,考察了灭火速度对... 详细信息

采用激光吸收光谱分析法,测试了不同体积分数七氟丙烷与杯式燃烧器火焰作用过程中氟化氢产生量,研究了七氟丙烷体积分数对氟化氢产生量的影响规律.测试了七氟丙烷在不同灭火速度下熄灭杯式燃烧器火焰时的氟化氢产生量,考察了灭火速度对氟化氢产生量的影响.结合试验测试结果,分析了七氟丙烷灭火时的热分解过程及灭火机理.结果表明,七氟丙烷与燃烧杯火焰作用过程中,在七氟丙烷体积分数远远小于临界灭火体积分数(8.4%,乙醇火)时,其体积分数越高,产生的氟化氢质量体积分数越大,当七氟丙烷体积分数增大到1.3%时,氟化氢质量浓度超过4,000,mg/m3.使用七氟丙烷熄灭燃烧杯火焰时,灭火速度越快,灭火剂与火焰的作用时间就越短,产生的氟化氢质量浓度就越低.

关键词：灭火剂七氟丙烷热分解氟化氢杯式燃烧器激光吸收光谱法

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氟化酮灭火剂灭火性能

燃烧科学与技术 2016年第2期22卷 167-172页

作者：陈涛傅学成周晓猛公安部天津消防研究所天津300381 南开大学环境科学与工程学院天津300071

采用改进型杯式燃烧器实验装置,研究氟化酮对正庚烷燃料火的灭火作用过程及临界灭火参数,依据彭-罗宾逊(Peng-Robinson)方程计算不同温度下的氟化酮比容,在此基础上计算得出氟化酮对正庚烷的临界灭火浓度,并与现有洁净气体灭火剂对比.... 详细信息

采用改进型杯式燃烧器实验装置,研究氟化酮对正庚烷燃料火的灭火作用过程及临界灭火参数,依据彭-罗宾逊(Peng-Robinson)方程计算不同温度下的氟化酮比容,在此基础上计算得出氟化酮对正庚烷的临界灭火浓度,并与现有洁净气体灭火剂对比.结果表明,氟化酮与正庚烷火相互作用后,火焰变大、温度降低,且达到临界灭火浓度后的灭火时间为4,s.氟化酮比容与温度呈线性关系,温度越高,氟化酮比容越大.氟化酮对于正庚烷的临界灭火浓度约为4.6%,,比七氟丙烷低约28%,.在20,℃设计温度下,氟化酮的临界灭火质量浓度为688.2,g/m3,比七氟丙烷高约38%,.

关键词：氟化酮灭火剂灭火性能正庚烷杯式燃烧器

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细水雾-惰性气体协同灭火性能试验研究

中国安全科学学报 2022年第10期32卷 63-68页

作者：罗振敏王欣王涛孟子骐王子谨西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省工业过程安全与应急救援工程技术研究中心陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054

为提高细水雾灭火效率,利用试验研究和数学模型分析,研究细水雾和惰性气体氮气(N_(2))和二氧化碳(CO_(2))的灭火性能及协同灭火效应。通过自主设计搭建的杯式燃烧器试验装置测试细水雾和惰性气体的单一及复合灭火效果,建立适用于细水雾... 详细信息

为提高细水雾灭火效率,利用试验研究和数学模型分析,研究细水雾和惰性气体氮气(N_(2))和二氧化碳(CO_(2))的灭火性能及协同灭火效应。通过自主设计搭建的杯式燃烧器试验装置测试细水雾和惰性气体的单一及复合灭火效果,建立适用于细水雾和惰性气体的协同因子数学模型。结果表明:N_(2)灭乙醇火和庚烷火的最小体积分数分别为34.92%和31.97%,CO_(2)灭乙醇火和正庚烷火的最小体积分数分别为24.37%和22.15%;从协同效应来看,细水雾与N_(2)存在正协同灭火效应,而与CO_(2)协同灭火效应不明显,N_(2)与CO_(2)之间没有表现出协同灭火效应。

关键词：细水雾惰性气体协同灭火灭火性能杯式燃烧器